肖特基二極管技術(shù)在高速計(jì)算機(jī)電路中得到了廣泛的應(yīng)用，其中快速開關(guān)時(shí)間相當(dāng)于高速能力，而低正向壓降相當(dāng)于傳導(dǎo)時(shí)的低功耗。
工作在100kHz的開關(guān)穩(wěn)壓電源不能使用傳統(tǒng)的硅二極管作為整流器，因?yàn)樗鼈兊拈_關(guān)速度很慢當(dāng)施加到二極管的信號(hào)從正向偏壓變?yōu)榉聪蚱珘簳r(shí)，導(dǎo)通會(huì)持續(xù)很短的時(shí)間，同時(shí)載流子被掃出耗盡區(qū)僅在此反向恢復(fù)時(shí)間（trr）到期后才停止傳導(dǎo)，肖特基二極管的反向恢復(fù)時(shí)間較短。
無論開關(guān)速度如何，硅二極管的0.7V正向壓降都會(huì)導(dǎo)致低壓電源的效率低下。這在10V電源中不是問題，在1V電源中，0.7V壓降是輸出的主要部分。一種解決方案是使用具有較低正向壓降的肖特基功率二極管。
半導(dǎo)體PN結(jié)不是唯一顯示整流特性的結(jié)構(gòu)。金屬-半導(dǎo)體結(jié)也具有整流特性。使用此特性的器件稱為肖特基二極管。如表4.1所示，可以總結(jié)出傳統(tǒng)的PN硅二極管和硅肖特基二極管之間的重要區(qū)別。
肖特基二極管主要用于其低正向電壓降或高速電路應(yīng)用中。此類型的特征主要體現(xiàn)在三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：
高速開關(guān)和通用信號(hào)；
高效整流器。
| 參數(shù) | 符號(hào) | 硅二極管 | 肖特基二極管 | 碳化硅 |
| 正向電流 | IF | 范圍非常大 | 范圍很大 | 范圍很大 |
| 正向電壓 | VF | 0.6到1V | 0.2到0.6V | 1到1.5V |
| 反向電流 | IR | 低漏電流 |
漏電流中到高 (取決于VF和Tj) |
不太依賴于Tj |
| 反向擊穿電壓 | VR | 范圍廣(100V到+2000V) | 低(<100V)，范圍通常為30–100V | 100V到+1000V |
| 反向恢復(fù)充電 | Qs | 約1nC到幾u(yù)C | 約為0 | 約為0 |
| 反向恢復(fù)時(shí)間 | Trr | 10ns到幾ps | 非?？?因?yàn)镼s約為0 | 非常快,因?yàn)镼c約為0 |
| 極間電容 | Cd | 約1pF到幾nF | 相等或更低 | Vr的非線性函數(shù) |
| 結(jié)溫 | Tj | 約150到200℃ | 約100到150℃ | 200到250℃ |
表：二極管參數(shù)對(duì)比
通用用途
小信號(hào)肖特基二極管可與常規(guī)二極管用于相同的應(yīng)用，也可用于較低VF或高開關(guān)速度的至關(guān)重要的應(yīng)用。盡管VF和VBR的值不同，但V/I特性的形狀相同。VF的溫度系數(shù)隨IF的變化更大，在mA級(jí)時(shí)約為1mV/℃。泄漏電流比典型的PN結(jié)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且顯示出相同的指數(shù)溫度依賴性。肖特基二極管比傳統(tǒng)的二極管更昂貴，這限制了它們的廣泛應(yīng)用。
射頻混頻器
對(duì)于射頻應(yīng)用，肖特基二極管幾乎是混頻器電路的理想零件，其中故意引入了非線性，以便提取施加到其輸入端的兩個(gè)頻率之間的頻差。肖特基的高速，低噪聲和大信號(hào)處理能力使其特別適合于寬帶混頻器。它們的最早應(yīng)用是在該領(lǐng)域，并且有一系列針對(duì)應(yīng)用途的型號(hào)。
圖：雙平衡混頻器電路經(jīng)常使用肖特基二極管
整流器
肖特基整流器的最大增長領(lǐng)域是開關(guān)電源的輸出級(jí)。用于為計(jì)算機(jī)電路供電的中至高電流的3.3V或5V輸出開關(guān)應(yīng)用有著巨大的市場，趨勢(shì)是效率越來越高，開關(guān)速度越來越快，肖特基非常適合這種開關(guān)。在較高的電流下，常規(guī)整流器的正向電壓可能接近1V，因此僅二極管就損失了5V開關(guān)總功率的20％，0.5V的肖特基VF會(huì)將其削減10％。同時(shí)，缺乏反向恢復(fù)機(jī)制使其對(duì)高速應(yīng)用友好，而在如此低的輸出電壓下低VBR限制也不再是障礙。肖特基的較高單位成本可通過減少零件數(shù)量來補(bǔ)償。
太陽能電池應(yīng)用
太陽能電池通常連接到可充電電池，通常是鉛酸電池，因?yàn)橐惶?24 小時(shí)都需要電力，而且太陽并不總是可用。太陽能電池不喜歡反向充電，因此需要與太陽能電池串聯(lián)一個(gè)二極管。任何電壓降都會(huì)導(dǎo)致效率降低，因此需要使用低壓降二極管。與其他應(yīng)用一樣，肖特基二極管的低壓降特別有用，因此它們是該應(yīng)用中最受歡迎的二極管形式。
鉗位
肖特基勢(shì)壘二極管也可用作晶體管電路中的鉗位二極管，以在用作開關(guān)時(shí)加速操作。多年前，它們?cè)诖藨?yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，成為 74LS（低功率肖特基）和 74S（肖特基）邏輯電路系列的關(guān)鍵元件。當(dāng)以這種方式使用時(shí)，肖特基二極管被插入到驅(qū)動(dòng)晶體管的集電極和基極之間，起到鉗位的作用。為了產(chǎn)生低電平或邏輯“0”輸出，晶體管被硬驅(qū)動(dòng)，在這種情況下，二極管中的基極集電極結(jié)正向偏置。當(dāng)存在肖特基二極管時(shí)，這會(huì)占用大部分電流，并允許晶體管的關(guān)斷時(shí)間大大減少，從而提高電路的速度。
圖：具有肖特基二極管鉗位的 NPN?晶體管
肖特基二極管或肖特基勢(shì)壘二極管用于許多應(yīng)用。它的不尋常之處在于它既用于非常低功率的信號(hào)檢測，也用于高功率整流。肖特基二極管的特性使其適用于光譜的兩端。
肖特基二極管也用于從光電二極管到 MOS?的許多其他器件。通過這種方式，這種形式的二極管不僅以其分立形式在許多電路中得到應(yīng)用，而且它也是許多其他組件和技術(shù)的重要組成部分。
審核編輯：湯梓紅
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